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双座型要来了?歼-20为什么要出双座型,走在美国、俄罗斯前面了?

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  前段时间,因为航空工业成都所发布的一则宣传视频,军迷群体里突然流传起了所谓的“双座型歼-20”的消息,还有不少读者就这么一个视频专门过来询问大伊万,问此事到底是真是假,是否真的存在这么一个“双座型歼-20”。

  空军宣传片中的画面


  其实吧,关于歼-20型战斗机的后续技术提升与型号改进,咱们之前已经提过几次,也都明确指出了有这样一个“双座型歼-20”存在,只不过相比实机实锤,您单单拿一个模糊不清的视频出来说事儿,这说明力未免太弱。故而,大伊万觉得,咱们稍安勿躁,等到这架传说中的歼-20型战斗机改进型实机官方报道之后,咱们对着官方照片再来分析个子丑寅卯出来。

  网友制作的CG图


  不过,话说回来,对于一架战术飞机来说,到底是用“单座构型”还是“双座构型”,在各主要军事强国的战术飞机研发与装备历史上,也算是饱受争议、在单座和双座的趋势间来回切换、走了一道“螺旋状发展的趋势”。要大伊万来说吧,战术飞机的“单座”与“双座”之争,既体现出了技术的发展趋势,也在一定程度上体现出了战术飞机对特定性能的侧重。


  一战时期

  咱们先说第一次世界大战时期出现的早期战斗机好了,作为空战发轫的“一战”空中对抗,协约国与同盟国先后投入了多型号双翼机甚至三翼机进行空战,比如协约国一方的英制“骆驼”战斗机、法制纽波特17型战斗机,同盟国一方的德制Fokker D.VII战斗机等。但不管是德军还是英、法军队的战斗机,除了部分早期型号会安排一个后座的观察员兼机枪手,到战争后期、尤其是加装机枪射击协调器后,普遍都变成了单座型战斗机,后座观察员被取消。

  英制“骆驼”战斗机


  究其原因,很简单,早期战斗机性能相当一般,发动机动力不强,机体强度与可用过载较低,航电与武备系统更是聊胜于无,要不是在没有安装机枪射击协调器之前需要一个后座机枪手,否则一名飞行员来操纵飞机堪称绰绰有余。而在安装了确保机枪可以向前射击的射击协调器之后,就更没有必要另外加一个后座机枪手、用来给飞机增加几十上百千克的死重了。

  德制Fokker D.VII战斗机


  故而,在第一次世界大战中、后期,投入战场并占据主流地位的战斗机几乎都是“单座机”。


  二战期间

  在间战期和第二次世界大战早期,各主要军事强国研发、装备的战术飞机基本上延续了第一次世界大战时的经验,以航电系统相对简单、机体轻小的单座战斗机为主。但是,新的作战样式的出现打破了这一现状,最为直接的因素是德军在英伦空战中使用He-111与Ju-88等轰炸机对英国本土的夜间空袭,迫使皇家空军不得不正面考虑夜间拦截、夜间交战的问题。而很快,伴随着美军第8航空队与英军的“蚊”式轰炸机在战争中后期对德国本土的夜间空袭,德国空军也遭遇到了同样的夜间拦截、夜间空战的问题。

  He-111


  从解决方案来看,英、德两军应对问题的策略几乎是完全一致的:开始研发并装备加装了截击雷达的夜间战斗机。以英军来说,重点改进的是布里斯托尔公司研发的“英俊战士”战斗机,这是一种空重6.5吨的大型双发战斗机,在昼间空战中由于机动性不足,在德军的Bf-109与Fw-190战斗机面前讨不了好去。但在夜间交战、加装了截击雷达后,以其4门20毫米机关炮的强大火力对德军的轰炸机造成了巨大的威胁;在“英俊战士”淘汰后,英国皇家空军将改进重点转移到了新锐的“蚊”式轻型轰炸机上,同样在“蚊”式飞机上加装了截击雷达等专门设备,并以此为基础研发出了“蚊”式夜战型NF MK.2,成为了第二次世界大战后期英国皇家空军夜间空战的主战机型。

  “英俊战士”战斗机


  德国空军也不例外,在早期几乎选择了和英国皇家空军相同的例子,皇家空军有大型双发战斗机“英俊战士”,德国空军也有双发战斗机Bf-110,并很快在此基础上研发出了夜战型Bf-110G。而在战争后期,德国空军开始着手改进性能更强大的夜间战斗机,这次是在新锐的梅塞施密特Me-262喷气式战斗机的基础上改进,选择的是Me-262B这么一个双座型号,加装了FuG-218“海王星”雷达,加装雷达之后的型号被称为Me-262B-1aU1。

  Bf-110


  而从英、德两军研发的这么多夜间战斗机的型号来看,这些飞机普遍都采用了双座构型,比如“英俊战士”在驾驶员座舱后方有一个水泡型的观察员座舱,而比如Bf-110G、“蚊”NF MK.2和Me-262B-1aU1则干脆采用了串列或并列式座舱布局。

  Me-262B


  究其原因,主要是夜间战斗机装备的早期截击雷达操纵复杂,只有简单的示波器显示,需要人力研判甚至手工标绘出距离,而且也没有相对速度显示等重要的战术数据。单凭一个飞行员来操纵,既要求驾驶飞机,又要求操纵雷达,已经超出了飞行员的能力范围,再加上这些夜间战斗机主要作战对象是大型轰炸机而非战斗机,对于战机机动性要求下降,故而,双座构型也是可以接受的,这大概是历史上最早的“雷达拦截官”。


进入“喷气时代

  第二次世界大战结束、战斗机进入“喷气式时代”后,伴随着第二次世界大战时期夜间战斗机使用的、极其复杂和难用的截击雷达逐步简单化,新型雷达显示器开始运用在战术飞机上,原本需要两个飞行员协同配合才能完成的雷达控制,很快进步到了只需要一名飞行员就能完成。于是乎,战术飞机再度进入了单座化时代,诸如苏联空军前线航空兵、美国空军那一票制空战斗机或拦截机除了有部分双座的“同型教”,也都是以单座构型作为主战机型来完成全天候战斗。

  美军F-86


  看起来一切都很美好,直到情况又发生了变化,变化主要体现在两个方面:

  第一条依然是雷达问题。最典型的体现就是三种战斗机,一是美国空军的F-4E装备的AN/APQ-120型倒卡天线全波形火控雷达,二是美国海军的F-14A装备的AN/AWG-9型大型相控阵火控雷达,三是苏联国土防空军米格-31B装备的“盾牌”相控阵雷达系统。这三种雷达共同的问题也是一样的,那就是功能相当强大,甚至比同一时代出现的雷达功能要强大得多,二是操纵又变得复杂,在自动化水平不足的情况下,单凭飞行员来完成雷达系统的操纵又变得相当困难了。其中最典型的代表,就是装备在“雄猫”上的那部威力巨大、配上AIM-54A“不死鸟”导弹几乎无敌的AN/AWG-9型雷达。故而,这几种战术飞机又不得不开始增加后座飞行员,来专门负责操纵雷达系统与用于远程攻击的空对空导弹。

  F-14A发射AIM-54A“不死鸟”导弹


  第二条是对地攻击的问题。其实第一次、第二次世界大战中,各主要交战国用于对地攻击的战术飞机,比如德军的Ju-87斯图卡,苏军的IL-2,美国海军的SBD俯冲轰炸机等也都用着双座构型,只不过后座一般放一个观察员或者机枪手,用来增加飞机的后向视野,最为关键的轰炸任务依然是前座飞行员独立完成的。到了上世纪七八十年代,激光制导对面攻击弹药、防区外攻击弹药、空面导弹等新一代远程对地攻击弹药开始出现,大大增加了战机对地攻击的任务强度。

  F/A-18D


  比如战术飞机在使用本机激光制导时,飞行员既需要一面操纵飞机,一面使用本机激光吊舱上的瞄准线始终对准目标,堪称“一心二用”,说白了就是有点顾不过来了。故而,部分用于承担对地攻击任务的“打击战斗机”也开始采用双座构型,比如美军的F/A-18D型和F-15E型等,在使用空面武器时,一般交给后座的飞行员来选择武器、操纵激光信标。



  但是,不管是后座飞行员负责操纵雷达的F-14A,还是后座飞行员负责操纵对面攻击的F/A-18D,这些战斗机的后舱一般都没有准备另外一套操纵系统,只能用于承担武器火控与引导功能,故而这些“飞行员”在军语中的定义并不是严格意义上的“Pilot”,比如美国海军就将其称为“Naval Flight Officer”,即海军飞行官;美国空军则将其称为“Combat Systems Officer”,武器系统官。而海军的称呼又被分为两种,大家最耳熟能详的就是F-14A型战斗机后座的RIO官,也就是所谓的“Radar Intercept Officer”雷达拦截官。


  未来的选择

  但是,战斗机的单、双座之争到这里还没有最后结束,冷战中后期和冷战结束后,伴随着航空电子系统的再一次发展,尤其是第三代、第四代综合化航空电子系统的出现,原本需要两名飞行员才能操纵的大型相控阵机载火控雷达很快变成了只需要一名飞行员就能有效操纵的装备。


  故而第三代、第四代制空战斗机大多数都不再需要一名专门的武器系统官,在后座操纵雷达系统并主导飞机的超视距拦射任务,双座战斗机相比单座战斗机的优势,似乎只剩下了“多一双眼睛”可以更好地观察战场环境、“多一个人”可以降低长途飞行负担的优势,也就成为了一个可以取舍的、不一定“非选不可”的选项;



  而第四代航空电子系统的进一步发展,尤其是发展到F-35型战斗机这种高度智能化的型号后,飞行员的态势感知能力有了进一步的提升,武器、航电系统的自动化智能化程度也有了更大的飞跃,连后座负责操纵对面打击弹药的飞行员也变得可有可无了;再加上新一代高级教练机直接砍掉了战术飞机固定的双座“同型教”的需求,看起来,新一代战术飞机迟早会成为单座机“一统天下”的江湖?


  这还真的未必!毕竟,现在第四代战斗机已经出现了一项极具潜力、几乎确定在未来十年内要推开运用的新战术功能:忠诚僚机。也就是靠一架有人战斗机带着几架无人战斗机作战,有人战斗机只作为一个“小集群”的主脑存在,而在大量运用忠诚僚机的情况下,也就意味着未来有人战斗机的飞行员既需要控制自己的有人战斗机,还要兼顾控制无人战斗机,也就是“一人同时开几架飞机”。

  大佬制作的双座歼-20与忠诚僚机(图源:微博@西葛西造舰军事CG)


  饶是未来可能有人工智能的辅助,这种“一人开几架飞机”的事情也未免太过魔幻,已经完全超出了一名飞行员能够承受的任务强度。而解决的办法,也很简单:在后座再加上一个飞行员,变成双座战斗机。前座飞行员主要负责控制有人战斗机的作战,后座飞行员主要负责控制无人战斗机的作战,问题就可以得到完美解决了,而这架传说中的“双座型歼-20”,到底是不是为了融合忠诚僚机作战,大伊万觉得,咱们只能说可能性很大。

  大佬制作的双座歼-20与忠诚僚机(图源:微博@西葛西造舰军事CG)


  总而言之,战术飞机的“单座”“双座”之争,到现在还没有结束,在可预见的将来,看样子还要呈现出“盘旋上升”的轨迹,不断发展下去。

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